## Prototipe Robot Pemantau Suhu Dalam Zona Kebakaran Gedung
Menggunakan Telemetri Jaringan Nirkabel
Indra Gunawan 1 , Imam Faturrahman 2 Fakultas Teknik Universitas Hamzanwadi artha_3119@yahoo.com 1 , har.poenya@gmail.com 2

## Abstrak
Kebakaran  gedung  bisa menjadi masalah serius yang dapat menganggu stabilitas ekonomi. Petugas pemadam  kebakaran  sering  mendapatkan  masalah  dalam  menangani  jika  mereka  berada  di  dalam gedung  ada  kabut  atau  asap.  Oleh  karena  itu,  kehadiran  sistem  pemantauan  ini  diharapkan  dapat menyajikan data  dalam bentuk informasi suhu di zona api untuk membantu mereka. Studi ini dimulai dari  pengumpulan  material  dan  peralatan,  tahap  desain  perangkat  keras  berupa  robot  beroda sedangkan  perancangan  perangkat  lunak  yang  terdiri  dari  bagian  pemancar  adalah  program mikrokontroler dan program antarmuka sebagai penerima. Hasil penelitian robot dapat bergerak dengan baik dengan remote control dalam jarak 20 m. Video pada robot ini dapat ditampilkan secara realtime dalam jarak + 15 m dari layar serta sensor suhu yang mampu mengukur akurasi yang sangat baik di kisaran 250C-500C.
Keywords: Robot, Pemantau suhu, Jaringan nirkabel

## Abstract
The building fire can be a serious problem that could Interfere economic stability. Firefighters often have problems in handling if they are in the building there is fog or smoke. Therefore, the presence of this monitoring system is expected to present the data in the form of temperature information in the fire zone to help them. This study starts from the collection of materials and equipment, hardware design stage in the  form  of  a  wheeled  robot  while  the  design  of  the  software  comprising  a  transmitter  section  is  a microcontroller program and the interface program as a receiver. The research result mobile robot can move properly with the remote control within a distance of 20 m. Video on this robot can be displayed in realtime within a distance
+15 m of the screen Because the raspberry pi 3 has a coverage area that is not so far away as well as a temperature sensor capable of measuring a very good accuracy in the range of 25 0 C-50 0 C .
Keywords : Robot, Temperature Monitoring, Telemetry, Wireless Networks

## 1. Pendahuluan
Gedung  mempunyai  peranan  yang  penting  bagi sarana dalam kehidupan sehari- masyarakat baik pelaku bisnis maupun perkantoran instansi. Saat ini  kebakaran  gedung  menjadi  masalah  serius yang  dapat  mengganggu  stabilitas  ekonomi.
Permasalahan  ini  sudah  menjadi  perhatian  bagi masyarakat,  pemerintah  maupun  dunia.  Untuk mengatai  permasalahan  tersebut,  pemerintah melakukan  berbagai    usaha  baik  berupa himbauan  maupun  sanksi  hukum  terhadap pelaku baik yang dilakukan secara individu atau
kelompok.  Berbagai  macam  usaha  yang  telah dilakukan  pemerintah  tersebut  masih  belum efektif dimana tingkat kebakaran gedung masih  menunjukkan  angka  yang  cukup memprihatinkan.  Petugas  kebakaran  sering mengalami  kendala  yaitu  masalah  dalam penanganan jika didalam ruang gedung tersebut dipenuhi  oleh  kabut  atau  asap  sehingga  untuk mendapatkan  informasi  apakah  sebelum memasuki  ruangan  berapa  suhu  atau  adanya data  penting  yang  mungkin  bisa  diselamatkan sebelum  melakukan  aksi  pemadaman  secara frontal atau dengan penyemprot air. Oleh karena itu  dengan  adanya  sistem  monitoring  ini diharapkan  mampu  menyajikan  suatu  data berupa  informasi  suhu  dalam  zona  kebakaran untuk  gedung  agar  membantu  petugas pemadam  kebakaran  dalam  mengatasi  dan menyelamatkan  material  penting  yang  ada didalamnya.  Sistem  telemetri  pemantau  suhu merupakan salah satu upaya untuk  memperoleh informasi  kondisi  suhu  sebagai  data  pendukung untuk mendapatkan informasi kondisi suhu yang terjadi  saat  itu.  Kondisi  suhu  mempengaruhi keadaan  cuaca  lingkungan  tersebut.  Ada beberapa  besaran  fisis  yang  mempengaruhi kondisi  cuaca,  diantaranya  adalah  suhu.  Sistem pemantau  suhu  dapat  dilakukan  dengan berbagai  metode,  tetapi  metode  yang  didesain dalam  experimen  ini  adalah  metode  telemetri secara  real  time.  Telemetri  tersebut  dapat dikembangkan  sehingga  pengiriman  data  dapat lebih  fleksibel  dalam  mengirim  data  karena
biasanya  data  yang  ingin  dikirim  berbeda  untuk masing-masing penerimanya.
2. Tinjauan Pustaka
2.1. Penelitian Terkait
‒ Menurut Putra, Y. A., & Wicaksana, I. W. S. Sebuah desain robot pemantau  suhu  yang dikendalikan  secara  manual  melalui komunikasi  serial  secara  wireless,  dengan metode  wireless  yang  digunakan  adalah ASK pada frekuensi 433MHz. Sensor suhu yang  digunakan  adalah  IC  LM35,  yang mempunyai  karakteristik  kenaikan  suhu linear sebesar 10 mV/ o C. Pusat pengendali dari  robot  terdapat  pada  IC  mikrokontroler AT8535  dan  untuk  penggerak  utama digunakan dua motor dc yang dilengkapi dengan  gearbox  untuk  memperkuat  torsi. Hasil  akuisisi  data  suhu  yang  dikirimkan robot  akan  ditampilkan  melalui  tampilan antarmuka ( User Interface ) pada computer yang dibangun menggunakan pemrograman Microsoft  Visual  Basic  6.  Selain  itu  hasil akuisisi  data  tersebut  juga  dapat  disimpan kedalam bentuk database[1].
‒ Menurut  Sukariasih,  L.  (n.d.).  Telemetri adalah  proses  pengukuran  parameter suatu  obyek  (benda,  ruang,  maupun kondisi alam), yang hasil pengukurannya di kirimkan  ke  tempat  lain  melalui  proses pengiriman data baik dengan menggunakan kabel  maupun  tanpa  menggunakan  kabel ( wireless ), selanjutnya data tersebut
dimanfaatkan langsung atau digunakan untuk keperluan  analisa.  Secara  umum  sistem telemetri  terdiri  atas  enam  bagian pendukung  yaitu  objek  ukur,  sensor, pemancar,  saluran  transmisi,  penerima  dan penampil/ display .  Karena  konteks  telemetri biasanya  di  asosiasikan  dengan  lokasi, maka  umumnya  media  komunikasi  yang digunakan  bersifat wireless .  Prototipe
System  Telemetri  Pemantau  Suhu  Dan
Kelembaban Udara Berbasis
Mikrokontroller  ATMega  8535*)  Husein dan Luh Sukariasih Jurusan PMIPA/Fisika
FKIP  Unhalu  Kampus  Bumi  Tridharma Kendari 93232, 1–8[2].
‒ Menrut  Santosa,  C.  E.,  Budiyanta,  A.  S., Bidang, P., & Dirgantara, W. (n.d.). Suhu dan kelembaban merupakan aspek penting dalam menentukan  kondisi  cuaca  suatu  daerah. Aplikasi  penelitian  ini  berfungsi  untuk mendeteksi suhu tanah dan kelembaban udara pada suatu  tempat.
Komponen  utama  yang  digunakan  adalah  IC LM35 sebagai sensor suhu tanah dan HIH 3610 sebagai  sensor  untuk  mendeteksi  kelembaban udara.  Rancang  bangun  sensor  suhu tanah  dan  kelembaban  udara  ini dikembangkan  untuk Automatic  Weather Station (AWS). Rancang Bangun Sensor Suhu Tanah Dan Kelembaban Udara, 201–213[3].

## 2.2. Landasan Teori

## 1. Definisi Robot
Robot adalah sebuah alat mekanik yang dapat melaku kan  t  ugas  fi  sik,  bai  k  menggunakan pengawasan  dan  kontrol  manusia,  ataupun menggunakan program yang telah didefinisikan  terlebih  dulu  (kecerdasan buatan).  Robot  biasanya  digunakan  untuk tugas yang berat,  berbahaya, pekerjaan yang berulang  dan  kotor.  Jadi  robot  bukan  hanya sekedar  perkakas  biasa,  namun  merupakan mesin  khusus  yang  dapat  dikontrol  oleh manusia  lewat  suatu  processor  atau controller[4].

## 2. Arduino Uno
Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328 (datasheet).  Arduino  UNO  mempunyai  14  pin digital  input/output  (6  di  antaranya  dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah  osilator  Kristal  16  MHz, sebuah  koneksi USB, sebuah power jack,  sebuah  ICSP header, dan  sebuat  tombol  reset.  Arduino  UNO memuat    semua  yang  dibutuhkan  untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah  kabel  USB  atau  mensuplainya  dengan sebuah  adaptor  AC  ke  DC  atau  menggunakan baterai untuk memulainya.

## 3. Arduino Mega 2560
Arduino Mega 2560 adalah papan
pengembangan mikrokontroller
yang berbasis Arduino  dengan  menggunakan chip ATmega2560.  Board  ini  memiliki  pin  I/O yang cukup banyak, sejumlah 54 buah digital I/O pin (15 pin diantaranya adalah PWM), 16 pin  analog  input,  4  pin  UART  (serial  port hardware).  Arduino  Mega  2560  dilengkapi dengan  sebuah  oscillator  16  Mhz,  sebuah port  USB,  power  jack  DC,  ICSP  header, dan  tombol  reset. Board  ini sudah sangat lengkap, sudah memiliki segala sesuatu  yang  dibuthkan  untuk  sebuah mikrokontroller.  Dengan  penggunaan  yang cukup sederhana, anda tinggal menghubungkan power dari USB ke PC anda atau melalui adaptor AC/DC ke jack DC.

## 4. Motor DC Gear Box
Dalam  aplikasinya  sering  kali  sebuah  motor digunakan  untuk  arah  yang  searah  dengan jarum  jam  maupun  sebaliknya.  Untuk mengubah  putaran  dari  sebuah  motor  dapat dilakukan  dengan  mengubah  arah  arus  yang mengalir melalui motor tersebut.

## 5. Motor Driver L298N
Suatu  driver  adalah  sistem  penghubung  antara mikrokontroler  dengan  sistem  yang  akan dikendalikan.  Dalam  hal  ini  sistem  yang dimaksud  adalah    motor  penggerak.  Dewasa ini  sudah  dikenal  berbagai  driver  dengan fungsi  khusus.  Untuk  kebutuhan  perancangan sistem, dipilih driver motor tipe IC L298N.

## 6. EMS RF Transceiver Shield
EMS RF Transceiver Shield merupakan modul Shield  Arduino™  compatible  yang  dapat digunakan  untuk  transmisi  data  secara wireless. EMS RF Transceiver Shield didesain sebagai  modul  add-on  untuk  DT-AVR Inoduino.  Proses  instalasi  dapat  dilakukan dengan  mudah  tanpa  harus  menggunakan kabel  jumper.  Selain  DT-AVR  Inoduino, dengan  memperhatikan  alokasi  pinout,  modul ini  dapat  digunakan  bersama  dengan  board Arduino™  ataupun  Arduino™  compatible lainnya.
EMS  RF  Transceiver  Shield  dirancang berbasiskan  modul  RF  RFM12S  433MHz, yaitu  modul  komunikasi  wireless  dengan frekuensi  433  MHz  serta  jarak  komunikasi yang  mencapai  150  meter.  RFM12S  433MHz menggunakan antarmuka SPI untuk pengaksesannya  oleh  berbagai  modul kontroler.  EMS  RF  Transceiver  Shield  cocok digunakan  pada  aplikasi  kontrol  jarak  jauh, sistem  telemetri,  ataupun  aplikasi-aplikasi lainnya  dimana  instalasi  kabel  sulit  untuk dilakukan.

## 7. Sensor Suhu LM35
Sensor  suhu  LM35 merupakan  komponen elektronik dalam bentuk chip IC dengan 3 kaki (3 pin)  yang  berfungsi  untuk  mengubah  besaran fisis,  berupa  suhu  atau  temperature  sekitar sensor  menjadi  besaran  elektris  dalam  bentuk perubahan  tegangan.  Sensor  suhu  LM35
memiliki parameter  bahwa setiap kenaikan  1 ºC tegangan  keluarannya  naik  sebesar  10  mV dengan  batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5  V  pada  suhu  150  °C.  Misalnya  pada perancangan  menggunakan  sensor  suhu  LM35 kita  tentukan  keluaran  adc  mencapai  full  scale pada saat suhu 100 °C, sehingga saat suhu 100 °C  tegangan  keluaran  transduser  (10mV/°C  x 100  °C)  =  1V.  Meskipun  tegangan  sensor  suhu LM35  ini  dapat  mencapai  30  volt  akan  tetapi yang  diberikan  kesensor  adalah  sebesar  5  volt, sehingga  dapat  digunakan  dengan  catu  daya tunggal  dengan  ketentuan  bahwa  LM35  hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35  mempunyai  kemampuan  menghasilkan panas  (self-heating)  dari  sensor  yang  dapat menyebabkan  kesalahan  pembacaan  yang rendah  yaitu  kurang  dari  0,5  ºC  pada  suhu  25 ºCSensor  suhu  IC  LM35  memiliki  keakuratan tinggi  dan  mudah  dalam  perancangan  jika dibandingkan  dengan  sensor  suhu  yang  lain, sensor  suhu  LM35  juga  mempunyai  keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga  dapat  dengan  mudah  dihubungkan dengan  rangkaian  kontrol  khusus  serta  tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor  suhu  LM35  memiliki  karakter  yang  linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki  jangkauan  pengukuran  -55ºC  hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC

## 8. Raspberry Pi 3
Raspberry  Pi  adalah  modul  micro  computer  yg
juga  mempunyai  input  output  digital  port  seperti pada  board  microcontroller.Diantara  kelebihan Rasberry  Pi  dibanding  board  microcontroller  yg lain yaitu mempunyai Port/koneksi untuk display berupa  TV  atau  Monitor  PC  serta  koneksi  USB untuk  Keyboard  serta  Mouse.  Raspberry  Pi dibuat  di  inggris  oleh  Raspberry  Pi  Foundation Pada  awalnya  Raspberry  Pi  ditunjukan  untuk modul  pembelajaran  ilmu  komputer  disekolah. Raspberry Pi 3 diklaim lebih cepat. Raspberry Pi 3  menggunakan  prosesor  ARM  Cortex-A53  dari Broadcom,  dengan spesifikasi 64-bit Quad-Core dan  berkecepatan  1,2  Ghz.  Ini  merupakan peningkatan dari prosesor 32-bit 900Mhz di versi sebelumnya.

## 3. Metode Penelitian

## 3.1. Model Penelitian
Model  prototipe  yang  akan  dibuat  dalam penelitian  ini  terdiri  dari  3  bagian  yaitu  remote kontrol, mobile  robot dan  monitoring,  dimana model  prototipe  penelitian  ditunjukkan  pada gambar 1
Gambar 1. Model Prototipe Penelitian
Pada gambar 3.2 pada model prototipe penelitian ini akan dibuat hardware berupa robot beroda dan
remote kontrol, sedangkan untuk software berupa monitoring  atau  aplikasi  infacing  untuk menampilkan  baik  data  suhu  maupun  visual. Pengiriman  data/visual  menggunakan  sistem telemetri yang terdiri  dari dua  bagian, yaitu pada proses  kendali  remote  ke mobile  robot untuk mengatur  pergerakan  robot  dan  proses pengiriman berupa data/visual  dari mobile robot ke PC/laptop.

## 3.2. Tahapan  penelitian
Tahapan  dalam  perancangan  penelitian  ini dibagi  menjadi  dua  tahap  yaitu  tahap perancangan hardware dan tahap perancangan perangkat lunak. Tahapan dalam penelitian ini ditunjukkan pada gambar 2
Mulai
Tahap Pengumpulan Bahan dan Alat Tahap Perancangan Tahap Pembuatan Testing Evaluasi Selesai 1. Bahan Elektronika 2. Software 1. Perancangan Hardware 2. Perancangan Software

## Gambar 2. Tahapan Rencana Penelitian

## 3.3. Kerangka Konsep Penelitian
Kerangka Konsep pada penelitian ini ditunjukkan pada gambar 3
Gambar 3. Kerangka Konsep Penelitian

## 4. Hasil Penelitian dan Pembahasan

## 4.1. Capaian Penelitian
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan,  diperoleh berbagai capaian atau hasil penelitian. Realisasi dari hasil penelitian yang telah dilakukan saat ini adalah tersaji dalam Tabel berikut.
Tabel 1 : Tabel Capaian Penelitian
No Kegiatan Hasil Realisasi Capaian 1  Inisialisasi Analisa Masalah Analisis permasalahan yang dihadapi pada yaitu permasalahan pada proses pengiriman data suhu dan video ke monitor secara nirkabel dan kontrol RF remote ke Mobile robot . 100% 2 Field Study a. Kebutuhan Perangkat Keras Kebutuhan perangkat keras 100% b. Kebutuhan Perangkat Lunak Kebutuhan perangkat Lunak 100% 3 Modeling and Design a. Pemodelan analisis Perancangan model p erangkat keras dan Perangkat lunak 100% b. Desain arsitektur Desain arsitektur dari Remote, Mobile robot dan User Interface . 100% 5  Development Pengembangan Pengembangan perangkat keras dan lunak 100% 6 Testing Pengujian remote RF bekerja baik dengan 6 tombol input kontrol. Pengujian pergerakan mobile robot bekerja mampu belok kiri, belok kanan, maju dan mundur dengan baik.
Pengujian pengiriman data 100%
suhu dan video dari raspberry pi 3 secara realtime berhasil dengan baik. Pengujian user interface mampu menerima data secara realtime . 7 Evaluation Pengujian remote kontrol dengan nirkabel RF ke
mobile robot sangat baik
dengan jangkauan mampu mencapai lebih dari 20m. Pengujian pergerakan mobile robot berhasil dengan baik dimana mampu bergerak dengan stabil dan cukup cepat. Pengujian pengiriman data suhu dan video berhasil dengan baik diterima oleh user interface , walaupun ada kekurangan dimana jika jarak jangkau robot lebih dari 15m pengiriman data video agak melambat dan sensor suhu LM35 diuji memiliki nilai akurasi yang baik di range 25 0 C-50 0C walaupun mampu mencapai diatas 100 0 C. 100%

## 4.2. Bentuk Prototipe Robot

## 1. Remote Kontrol
Remote kontrol pada penelitian ini menggunakan modul  RF  untuk  komunikasi  ke mobile  robot , dimana modul RF yang digunakan adalah modul RF  433MHZ  dimana  modul  RF  ini  bisa  sebagai pemancar  dan  penerima,  bentuk  remote  kontrol ditunjukkan pada gambar 4.

## Gambar 4. Remote Kontrol RF

## 2. Mobile Robot
Mobile  robot ini  memiliki  roda  sebanyak  empat
dengan penggerak menggunakan motor dc gear box,  pada  sistem  kontrol  terdiri  dari  dua  bagian yaitu yang pertama menggunakan arduino mega 2560  untuk  sistem  penerima  data  dari  remote RF,  menerima  data  sensor  suhu  LM35  dan kendali pada motor dc gear box sedangkan yang kedua  yaitu  menggunakan  raspberry  pi  3  untuk proses  pengiriman  data  video  dari  raspi  cam sesuai pada kerangka konsep gambar 5
Gambar 5. Mobile robot

## 4.3. User Interface Atau Monitoring
User  Interface pada  penelitian  ini  berbasis pemrograman  berbasis  web  dimana  pengiriman data  baik  data  suhu  maupun  video  dikirim  dari perangkat  raspberry  pi  3  melalui  wireless. Pengolahan  data  baik  data  suhu,  video  dan komunikasi  dengan  arduino  menggunakan bahasa  pemrograman  python.  Pada User Interface ini  ditampilkan  data  realtime  baik  data visual  maupun  data  suhu  dimana  ditampilkan juga  data  suhu  sebelumnya.  Bentuk User Interface dalam  penelitian  ini  ditunjukkan  pada gambar 6
Gambar 6. User Interface

## 5. Kesimpulan
Pembuatan  prototipe  robot  pemantau  dalam zona  kebakaran  gedung  mengunakan  telemetri jaringan  nirkabel  ini,  sampai  saat  ini  sudah berhasil  melakukan  uji  coba  baik mobile  robot yang  mampu  melakukan  pergerakan  maju, mundur,  belok  kiri  dan  belok  kanan  dengan komunikasi  RF  pada  remote  kontrol  dengan mampu  mencapai  jarak  lebih  dari  20m. Sedangkan  komunikasi  pengiriman  data  baik suhu maupun video juga sudah berhasil dengan baik secara realtime dimana mampu ditampilkan ke  layar  monitoring.  Pengujian  sensor  suhu LM35  dalam  penelitian  sudah  diuji  sampai  50 derajat  celcius  walaupun  sensor  mampu mengukur sampai diatas 100 0 C tapi nilai akurasi yang  sangat  baik  pada  range  25 0 C-50 0 C.
Kemudian  pengujian  pengiriman  video  secara realtime jika  melebihi  jarak  sekitar  15m  dari monitor  akan  mengirimkan  video realtime yang merespon agak melambat diakibatkan kemampuan atau spesifikasi wirelles device dari perangkat  raspberry  pi  3  ini  memiliki  coverage
area yang tidak begitu jauh.

## Daftar Pustaka
[1]  y. A. Putra and i. W. S. Wicaksana, “wireless control  temperature  and  monitoring  robot using ask method on frequency 433mhz,”
[2]  l.  sukariasih,  “prototipe  system  telemetri pemantau  suhu  dan  kelembaban  udara berbasis  mikrokontroller  atmega  8535*) husein  dan  luh  sukariasih  jurusan pmipa/fisika  fkip  unhalu  kampus  bumi tridharma kendari 93232,” pp. 1–8.
[3]  C.  E.  Santosa,  A.  S.  Budiyanta,  P. Bidang, and W. Dirgantara, “Rancang bangun sensor suhu  tanah  dan  kelembaban  udara,”  pp. 201–213.
[4]  S. Sistem, K. Ilmu, and T. Informasi, “Robot Pengintai  Menggunakan  PC  Berbasis Mikrokontroler,” 2012.
[5]  http://ndoware.com/prototipe-robot- pemantau-erupsi-gunung-berapi-berbasis- deteksi-suhu-menggunakan-telemetri- modulasi-amplitude-shift-keying.html
[6]  informatika,  t.,  terpadu,  s.  t.  t.,  &  fikri,  n.
(2016).  perancangan  aplikasi  dan  sistem kendali  untuk  robot  penanggulangan bencana  alam  lukman  rosyidi  zaki imaduddin, 2 (1), 17–19.
[7]  Sistem,  I.,  &  Analisis,  D.  (2012).  Kendali Robot  Pemonitor  Jarak  Jauh  Berbasis Smartphone  Android  Implementasi  Sistem Dan Analisis Kualitas Video Stream